DE68908193T2 - Process for the production of fluorine mica. - Google Patents
Process for the production of fluorine mica.Info
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines schwellbaren Fluorglimmers mit der Eigenschaft, daß er durch leichtes Einführen von Feuchtigkeit in die Luft in seine Zwischenschichtlage aus Kristallen bei Raumtemperatur geschwollen wird, oder auf nicht schwellbaren Glimmer.This invention relates to a method for producing a swellable fluoromica having the property of being swollen by slightly introducing moisture into the air into its interlayer layer of crystals at room temperature, or to non-swellable mica.
Diese Art von Fluorglimmer ist im Stand der Technik gemäß dem sogenannten Schmelzverfahren, bei dem Siliciumdioxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid und ein Fluorid als Ausgangsmaterial verwendet wird, bei einer hohen Temperatur von 1300ºC oder höher geschmolzen und allmählich abgekühlt wird, oder gemäß dem sogenannten Festreaktionsverfahren, bei dem eine Mischung aus Feldspat, Olivin, Quarz und einem Fluorid bei 1000ºC oder höher 2 bis 24 Stunden umgesetzt wird, hergestellt worden. Jedoch wiesen derartige Verfahren des Standes der Technik die Nachteile auf, daß die Reaktionstemperatur zu hoch war, daß die Reaktionszeit zu lang war, usw.This type of fluoromica has been produced in the prior art according to the so-called melting method in which silica, magnesium oxide, alumina and a fluoride are used as starting materials, melted at a high temperature of 1300°C or higher and gradually cooled, or according to the so-called solid reaction method in which a mixture of feldspar, olivine, quartz and a fluoride is reacted at 1000°C or higher for 2 to 24 hours. However, such prior art methods had the disadvantages that the reaction temperature was too high, the reaction time was too long, etc.
Aus der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1215/1984 ist ein Verfahren bekannt, beim dem Fluorglimmer, der durch MF 3MgO 4SiO&sub2; dargestellt wird (wobei M K, Na oder Li bedeutet), hergestellt wird, indem 15 bis 25 Gew.-% eines Alkalifluoridpulvers zu Talk gegeben werden, und die Mischung bei 800 bis 1200ºC erhitzt wird. Damit jedoch die Reaktionszeit innerhalb einer Stunde liegt, muß die Temperatur noch auf einer hohen Temperatur von 1000ºC oder höher gehalten werden, und in praktischer Hinsicht ist es wünschenswert, die Reaktionstemperatur weiterhin zu erniedrigen und die Temperaturaufrechterhaltungszeit zu verkürzen.From Japanese Patent Publication No. 1215/1984, a process is known in which fluorinated mica represented by MF 3MgO 4SiO₂ (where MK represents Na or Li) is prepared by adding 15 to 25 wt.% of an alkali fluoride powder to talc, and the mixture is heated at 800 to 1200ºC. However, in order to make the reaction time within one hour, the temperature must still be maintained at a high temperature of 1000ºC or higher, and from a practical point of view, it is desirable to further lower the reaction temperature and shorten the temperature maintenance time.
Darüber hinaus ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 201616/1986 ein Verfahren zum Herstellen von schwellbarem Glimmer, welcher durch 2LiF 3MgO 4SiO&sub2; dargestellt wird, offenbart, wobei 15 Gew.-% LiF zu Talk gegeben werden und die Mischung bei 650 bis 780ºC erhitzt wird. Es wird jedoch gewünscht, ein Verfahren zum Erhalten eines Produktes zu besitzen, bei dem das Produkt im wesentlichen in Bezug auf Qualität mit schwellbarem Glimmer, welcher durch Verwendung von LiF als Ausgangsmaterial erhalten worden ist, vergleichbar ist, wobei das Produkt ohne Verwendung von teurem LiF oder unter Verwendung von diesem in einer so gering wie möglich gehaltenen Menge erhalten worden ist.Furthermore, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 201616/1986, a method for producing swellable mica represented by 2LiF 3MgO 4SiO₂ is disclosed, in which 15 wt% of LiF is added to talc and the mixture is heated at 650 to 780°C. However, it is desired to have a method for obtaining a product in which the product is substantially comparable in quality to swellable mica obtained by using LiF as a starting material, the product being obtained without using expensive LiF or by using it in as small an amount as possible.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Aufgabe zu lösen.An aim of the present invention is to solve such a problem.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Fluorglimmer, welcher durch die Formel:The present invention relates to a process for producing fluoromica represented by the formula:
alphaMF beta(aMgF&sub2; bMgo) gammaSiO&sub2;alphaMF beta(aMgF2 bMgo) gammaSiO2
dargestellt wird (wobei M Natrium-, Lithium- oder Kaliumatom darstellt, alpha, beta, gamma, a und b jeweils einen Koeffizienten darstellen, die der Beziehung 0,1 ≤ alpha ≤ 2, 2 ≤ beta ≤ 3, 3 ≤ gamma ≤ 4 genügen und a + b = 1, vorzugsweise 0 < a < 0,2), umfassend Erhitzen einer feinen pulverigen Mischung, umfassend 10 bis 35 Gew.-% eines durch die Formel:(where M represents sodium, lithium or potassium atom, alpha, beta, gamma, a and b each represent a coefficient satisfying the relationship 0.1 ≤ alpha ≤ 2, 2 ≤ beta ≤ 3, 3 ≤ gamma ≤ 4 and a + b = 1, preferably 0 < a < 0.2), comprising heating a fine powdery mixture comprising 10 to 35 wt.% of a compound represented by the formula:
M&sub2;SiF&sub6;M₂SiF₆
dargestellten Alkalisilicofluorids (wobei M wie zuvor angegeben definiert ist), gewünschtenfalls zusammen mit einem Alkalifluorid und einen Rest von Talk.represented alkali silicofluoride (where M is defined as previously indicated), if desired together with an alkali fluoride and a residue of talc.
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die den Prozentsatz von gebildetem Fluorglimmer bei Variation des Na&sub2;SiF&sub6; -Spiegels zeigt; Fig. 2, eine graphische Darstellung des Bildungsprozentsatzes bei Variation der Heiztemperatur von Talk + Na&sub2;SiF&sub6;; Fig. 3, eine graphische Darstellung des Bildungsprozentsatzes bei Variation des Formulierungsverhältnisses von Na&sub2;SiF&sub6; in Na&sub2;SiF&sub6; + LiF; Fig. 4, eine graphische Darstellung des Bildungsprozentsatzes bei Variation der Heiztemperatur von Talk + Na&sub2;SiF&sub6; + LiF; Fig. 5, eine graphische Darstellung des Bildungsprozentsatzes bei Variation des hinzufügten K&sub2;SiF&sub6; -Gehalts; Fig. 6, eine graphische Darstellung des Bildungsprozentsatzes bei Variation der Heiztemperatur von Talk + K&sub2;SiF&sub6;; Fig. 7, eine graphische Darstellung des Bildungsprozentsatzes bei Variation des Formulierungsverhältnisses von K&sub2;SiF&sub6; in KF + K&sub2;SiF&sub6;; Fig. 8, eine graphische Darstellung des Bildungsprozentsatzes bei Variation des hinzugefügten Al&sub2;O&sub3; -Gehalts in Talk + K&sub2;SiF&sub6; + Al&sub2;O&sub3;; Fig. 9 ist eine graphische Darstellung des Bildungsprozentsatzes bei Variation der Heiztemperatur von Talk + K&sub2;SiF&sub6; + KF + Al&sub2;O&sub3;; und Fig. 10, eine graphische Darstellung, die den Bildungsprozentsatz bei Variation der in Talk + K&sub2;SiF&sub6; + KF + Al&sub2;O&sub3; eingebrachten Al&sub2;O&sub3; -Menge zeigt.Fig. 1 is a graph showing the percentage of fluoromica formed when the Na₂SiF₆ level was varied; Fig. 2 is a graph showing the percentage of formation when the heating temperature of talc + Na₂SiF₆ was varied; Fig. 3 is a graph showing the percentage of formation when the formulation ratio of Na₂SiF₆ to Na₂SiF₆ + LiF was varied; Fig. 4 is a graph showing the percentage of formation when the heating temperature of talc + Na₂SiF₆ + LiF was varied; Fig. 5 is a graph showing the percentage of formation when the added K₂SiF₆ was varied; Fig. 6 is a graph showing the percentage of formation when the heating temperature of talc + K₂SiF₆ was varied. Fig. 7 is a graph showing the formation percentage when the formulation ratio of K₂SiF₆ in KF + K₂SiF₆; Fig. 8 is a graph showing the formation percentage when the added Al₂O₃ content is varied in talc + K₂SiF₆ + Al₂O₆; Fig. 9 is a graph showing the formation percentage when the heating temperature of Talc + K₂SiF₆ + KF + Al₂O₃; and Fig. 10 is a graph showing the percentage of formation when the amount of Al₂O₃ introduced into talc + K₂SiF₆ + KF + Al₂O₃ is varied.
Bei Verwendung von Na&sub2;SiF&sub6; oder Li&sub2;SiF&sub6; als Ausgangsmaterial kann ein durch alphaNaF (oder LiF) beta(aMgF&sub2; bMgo) gammaSio&sub2; dargestellter schwellbarer Fluorglimmer leicht erhalten werden. Im nachfolgenden wird Fluorglimmer unter Verwendung von erwünschtem Na&sub2;SiF&sub6; als Ausgangsmaterial erklärt, aber ein ähnliches Produkt kann auch erhalten werden, wenn Li&sub2;SiF&sub6; als Ausgangsmaterial verwendet wird.By using Na₂SiF₆ or Li₂SiF₆ as a starting material, a swellable fluoromica represented by alphaNaF (or LiF) beta(aMgF₆ bMgo) gammaSiO₆ can be easily obtained. In the following, fluoromica is explained using desired Na₂SiF₆ as a starting material, but a similar product can also be obtained when Li₂SiF₆ is used as a starting material.
Wenn die hinzugegebene Na&sub2;SiF&sub6; -Menge geringer als 10 Gew.-% ist, oder wenn sie umgekehrt 35 Gew.-% überschreitet, ist der Prozentsatz an gebildetem Fluorglimmer verringert, wie aus dem nachfolgenden Beispiel 1 und Fig. 1 ersichtlich ist, und deshalb muß die Na&sub2;SiF&sub6; -Menge 10 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-% betragen. Die Heiztemperatur während des Brennens muß mindestens 700ºC betragen, wie aus dem nachfolgenden Beispiel 2 und Fig. 2 ersichtlich ist, wohingegen, wenn die Temperatur 900ºC übersteigt, die Ausbeute beginnt, leicht verringert zu werden, und bei einer höheren Temperatur wird das Produkt gesintert werden, wodurch derartige Nachteile, wie damit verbundene Plumpheit, entstehen, was eine nachfolgende Zerkleinerungsstufe, usw. erforderlich macht. Somit sollte die Heiztemperatur vorzugsweise auf 700 bis 900ºC eingestellt werden. Die Heiztemperatur hat auch einen großen Einfluß auf die Schwellbarkeit, und als Ergebnis der Messung von beispielsweise bei 700 bis 750ºC hergestellten Fluorglimmer mit Hilfe des Röntgenpulververfahrens bleibt der Peak bei 9,1 Å (Angstrom) auch getrennt von dem Peak bei 16,1 Å der Dicke in Richtung der C-Achse, aber es wurde festgestellt, daß der Peak bei 9,1 Å im wesentlichen bei dem bei 780 bis 900ºC hergestellten Fluorglimmer verschwand und auf 16,1 Å verschoben wurde. Die Teilchengrößen von sowohl Talk wie auch Na&sub2;SiF&sub6; können im Hinblick auf die wünschenswerte Teilchengröße des Produktes ausgewählt werden, aber im allgemeinen wird gewünscht, daß sie fein sind, wobei die Durchschnittsteilchengröße vorzugsweise etwa 2 um oder weniger ist.If the amount of Na₂SiF₆ added is less than 10 wt%, or conversely if it exceeds 35 wt%, the percentage of fluoromica formed is reduced as can be seen from Example 1 and Fig. 1 below, and therefore the amount of Na₂SiF₆ must be 10 to 35 wt%, preferably 15 to 30 wt%. The heating temperature during firing must be at least 700°C as can be seen from Example 2 and Fig. 2 below, whereas if the temperature exceeds 900°C, the yield begins to be slightly reduced, and at a higher temperature the product will be sintered, causing such disadvantages as associated plumpness, necessitating a subsequent crushing step, etc. Thus, the heating temperature should preferably be set at 700 to 900°C. The heating temperature also has a great influence on the swellability, and as a result of the measurement of, for example, at 700 to 750ºC prepared fluoromica by the X-ray powder method, the peak at 9.1 Å (angstroms) also remains separate from the peak at 16.1 Å of the thickness in the C-axis direction, but it was found that the peak at 9.1 Å substantially disappeared in the fluoromica prepared at 780 to 900°C and was shifted to 16.1 Å. The particle sizes of both talc and Na₂SiF₆ can be selected in view of the desirable particle size of the product, but in general they are desired to be fine, with the average particle size preferably being about 2 µm or less.
Es ist bei der vorliegenden Erfindung auch möglich, eine pulverige Mischung aus Na&sub2;SiF&sub6; und LiF zu verwenden, indem ein Teil von Na&sub2;SiF&sub6; durch LiF ersetzt wird, und in diesem Fall kann das Zielprodukt mit einem Bildungsprozentsatz von 100 % selbst dann erhalten werden, wenn die zusätzliche Na&sub2;SiF&sub6; -Menge variiert wird, wie in Beispiel 3 und Fig. 3 dargestellt. Es folgt deshalb, daß LiF durch Na&sub2;SiF&sub6; ersetzt werden kann. Die pulverige Mischung aus Na&sub2;SiF&sub6; und LiF kann in einer Menge von 10 bis 35 Gew.-% in ähnlicher Weise wie in dem Fall, indem das zuvor genannte Na&sub2;SiF&sub6; allein verwendet wurde, verwendet werden und bei 700 bis 900ºC unter Erhalt eines schwellbaren Fluorglimmers, der durch alpha (cLiF dNaF) beta(aMgF&sub2; bMgo) gammaSio&sub2; dargestellt ist (wobei alpha, beta, gamma, a und b jeweils den zuvor angegebenen Koeffizienten bedeuten, und c und d jeweils einen Koeffizienten bedeuten, der der Beziehung c + d = 1 genügt) (s. Beispiel 4 und Fig. 4) geglüht werden.It is also possible in the present invention to use a powdery mixture of Na₂SiF₆ and LiF by replacing a part of Na₂SiF₆ with LiF, and in this case, the target product can be obtained with a formation percentage of 100% even if the additional amount of Na₂SiF₆ is varied as shown in Example 3 and Fig. 3. It follows, therefore, that LiF can be replaced by Na₂SiF₆. The powdery mixture of Na₂SiF₆ and LiF can be used in an amount of 10 to 35 wt% in a similar manner to the case of replacing the aforementioned Na₂SiF₆ with LiF. used alone and annealed at 700 to 900°C to obtain a swellable fluoromica represented by alpha (cLiF dNaF) beta (aMgF₂ bMgo) gammaSiO₂ (where alpha, beta, gamma, a and b represent the coefficient given above, and c and d each represent a coefficient satisfying the relationship c + d = 1) (see Example 4 and Fig. 4).
Wenn andererseits K&sub2;SiF&sub6; als Ausgangsmaterial verwendet wird, wird ein nicht schwellbarer Fluorglimmer, der durch alphaKF beta(aMgF&sub2; bMgo) gammaSio&sub2; dargestellt ist, leicht erhalten. Wenn die K&sub2;SiF&sub6; -Menge geringer als 10 Gew.-% ist, und wenn sie umgekehrt 35 Gew.-% überschreitet, wird der Bildungsprozentsatz von Fluorglimmer erniedrigt, wie aus dem im nachfolgenden gezeigten Beispiel 5 und Fig. 5 ersichtlich ist, und deshalb sollte die hinzugefügte K&sub2;SiF&sub6; -Menge 10 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-%, ähnlich wie in dem Fall von schwellbarem Fluorglimmer betragen. Die Heiztemperatur während des Glühens kann, wie aus dem im nachfolgenden dargestellten Beispiel 6 und Fig. 6 ersichtlich ist, vorzugsweise 700ºC oder höher sein, und der Bildungsprozentsatz wird geringer, wenn die Temperatur niedriger wird, oder wenn die Aufrechterhaltungszeit kürzer wird. Die Heiztemperatur ist vorzugsweise 900ºC oder höher, und die Heizzeit beträgt eine Stunde oder mehr. Bei einer höheren Temperatur als 1200ºC wird jedoch das Produkt gesintert werden, wodurch ein derartiger Nachteil, wie Plumpheit als Begleiterscheinung auftritt, was einen nachfolgenden Zerkleinerungsschritt erforderlich macht. Deshalb wird die Heiztemperatur vorzugsweise auf 700 bis 1200ºC eingestellt.On the other hand, when K2SiF6 is used as a starting material, a non-swellable fluoromica represented by alphaKF beta(aMgF2 bMgo) gammaSiO2 is easily obtained. When the amount of K2SiF6 is less than 10 wt%, and conversely when it exceeds 35 wt%, the formation percentage of fluoromica is lowered as can be seen from Example 5 and Fig. 5 shown below, and therefore the amount of K2SiF6 added should be 10 to 35 wt%, preferably 15 to 30 wt%, similarly to the case of swellable fluoromica. The heating temperature during annealing may, as is clear from Example 6 and Fig. 6 shown below, preferably be 700°C or higher, and the formation percentage becomes lower as the temperature becomes lower or as the holding time becomes shorter. The heating temperature is preferably 900°C or higher, and the heating time is one hour or more. However, at a temperature higher than 1200°C, the product will be sintered, thereby causing such a disadvantage as plumpness as a concomitant phenomenon, necessitating a subsequent crushing step. Therefore, the heating temperature is preferably set at 700 to 1200°C.
Die Teilchengrößen von sowohl Talk wie auch K&sub2;SiF&sub6; können wünschenswerterweise im Hinblick auf die erwünschte Teilchengröße des gebildeten Produktes ausgewählt werden, aber im allgemeinen ist es erwünscht, daß sie fein sind, wobei die Durchschnittsteilchengröße vorzugsweise etwa 2 um oder weniger beträgt.The particle sizes of both talc and K2SiF6 may be desirably selected in view of the desired particle size of the product formed, but in general it is desirable that they be fine, with the average particle size preferably being about 2 µm or less.
Es ist bei der vorliegenden Erfindung auch möglich, eine pulverige Mischung aus K&sub2;SiF&sub6; und KF zu verwenden, indem ein Teil von K&sub2;SiF&sub6; durch KF ersetzt wird, und es ist erforderlich, daß der Anteil an K&sub2;SiF&sub6; in der Gesamtmenge aus beiden 25 Gew.-% oder mehr in Bezug auf K&sub2;SiF&sub6; beträgt, wie in Beispiel 7 und Fig. 7 dargestellt. Die pulverige Mischung aus K&sub2;SiF&sub6; und KF kann in einer Menge von 10 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-% verwendet werden, wobei der Rest Talkpulver ist, ähnlich wie in dem zuvor beschriebenen Fall unter Verwendung von K&sub2;SiF&sub6; allein, und kann in ähnlicher Weise bei 700 bis 1200ºC unter Erhalt eines nicht schwellbaren Fluorglimmers, der durch alphaKF beta(aMgF&sub2; bMgo) gammaSio&sub2; dargestellt ist, wobei alpha, beta, gamma, a und b jeweils den zuvor definierten Koeffizienten darstellen) geglüht werden.It is also possible in the present invention to use a powdery mixture of K₂SiF₆ and KF, by replacing a part of K₂SiF₆ with KF, and it is required that the proportion of K₂SiF₆ in the total of both be 25 wt% or more in terms of K₂SiF₆, as shown in Example 7 and Fig. 7. The powdery mixture of K₂SiF₆ and KF may be used in an amount of 10 to 35 wt%, preferably 15 to 30 wt%, with the balance being talc powder, similarly to the previously described case using K₂SiF₆ alone, and may be similarly precipitated at 700 to 1200°C to obtain a non-swellable fluoromica represented by alphaKF beta(aMgF₂ bMgo) gammaSiO₂. where alpha, beta, gamma, a and b each represent the previously defined coefficient).
Darüber hinaus kann bei der vorliegenden Erfindung Al&sub2;O&sub3; in einer Menge von 25 Gew.-% in Bezug auf die Gesamtmenge, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-% für die Kontrolle der Eigenschaften des gebildeten Fluorglimmers, wie beispielsweise Schwellbarkeit und Ton, hinzugegeben werden. Der auf diese Weise gebildete Fluorglimmer kann durch alphaMF beta(aMgF&sub2; bMgo) deltaAl&sub2;O&sub3; gammaSio&sub2; dargestellt werden (wobei M wie zuvor angegeben definiert ist, alpha, beta, gamma, a und b jeweils den zuvor angegebenen Koeffizienten bedeuten, und delta einen Koeffizienten darstellt, der der Beziehung 0 ≤ delta ≤ 1 genügt).Furthermore, in the present invention, Al₂O₃ may be added in an amount of 25 wt% with respect to the total amount, preferably 10 to 20 wt% for controlling the properties of the fluoromica formed, such as swellability and tone. The fluoromica formed in this way can be represented by alphaMF beta(aMgF₂ bMgo) deltaAl₂O₃ gammaSio₂ (where M is defined as previously mentioned, alpha, beta, gamma, a and b respectively represent the previously stated coefficient, and delta represents a coefficient satisfying the relationship 0 ≤ delta ≤ 1).
Ein natürlich auftretendem Phlogopit ähnliches Produkt kann erhalten werden, wenn es unter Zusatz von Al&sub2;O&sub3; zu K&sub2;SiF&sub6; hergestellt wird. Wenn Al&sub2;O&sub3; zu K&sub2;SiF&sub6; hinzugefügt wird, wird, wie in Beispiel 8 und Fig. 8 dargestellt, der Bildungsprozentsatz nicht verringert, wenn der Anteil von hinzufügtem Al&sub2;O&sub3; 25 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%, beträgt. Die Glühtemperatur beträgt in diesem Fall 700 bis 1200ºC, wie aus Beispiel 8 und Fig. 9 ersichtlich ist, ähnlich wie in dem Fall der alleinigen Verwendung von K&sub2;SiF&sub6;. Das Herstellungsverfahren in Bezug auf die Hinzugabe von Al&sub2;O&sub3; und in Bezug auf dessen proportionalen Anteil ist auch anwendbar, wenn eine pulverige Mischung aus Na&sub2;SiF&sub6; oder K&sub2;SiF&sub6; und KF als Ausgangsmaterial verwendet wird (Beispiel 9 und Fig. 10).A naturally occurring phlogopite-like product can be obtained when it is prepared by adding Al₂O₃ to K₂SiF₆. When Al₂O₃ is added to K₂SiF₆, as shown in Example 8 and Fig. 8, the formation percentage is not is reduced when the proportion of Al₂O₃ added is 25 wt% or less, preferably 10 to 20 wt%. The annealing temperature in this case is 700 to 1200°C, as can be seen from Example 8 and Fig. 9, similar to the case of using K₂SiF₆ alone. The manufacturing process with respect to the addition of Al₂O₃ and with respect to its proportional proportion is also applicable when a powdery mixture of Na₂SiF₆ or K₂SiF₆ and KF is used as a starting material (Example 9 and Fig. 10).
Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann für den Erhalt von schwellbarem Glimmer das gesamte teure LiF oder ein Teil davon durch relativ billiges und leicht verfügbares Na&sub2;SiF&sub6; oder Li&sub2;SiF&sub6; ersetzt werden, und dennoch ist es nicht erforderlich, daß die Heiztemperatur so hoch wie 700 bis 900ºC ist, und auch die Heizzeit kann ausreichend eine Stunde betragen, wobei die Produktivität hoch sein kann.According to the manufacturing method of the present invention, all or part of the expensive LiF can be replaced by relatively cheap and readily available Na₂SiF₆ or Li₂SiF₆ to obtain swellable mica, and yet the heating temperature is not required to be as high as 700 to 900°C, and also the heating time can be sufficiently as long as one hour, whereby the productivity can be high.
Der gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, bei dem K&sub2;SiF&sub6; als Ausgangsmaterial verwendet wird und bei 700 bis 1200ºC geglüht wird, erhaltene, nicht schwellbare Glimmer hat Formen aus hexagonalen Platten mit regelmäßigen Teilchengrößen, und kann deshalb sehr dünn gemacht werden, und darüber hinaus beträgt der Weißegrad 90 oder höher, welches sehr weiß im Vergleich zu dem Weißegrad von etwa 75,9 von natürlichem Glimmer ist, und deshalb kann er in breitem Umfang als Pigment verwendet werden.The non-swellable mica obtained according to the process of the present invention in which K₂SiF₆ is used as a starting material and is calcined at 700 to 1200°C has shapes of hexagonal plates with regular particle sizes, and therefore can be made very thin, and furthermore, the whiteness is 90 or higher, which is very white compared with the whiteness of about 75.9 of natural mica, and therefore it can be widely used as a pigment.
In einer Kugelmühle auf eine Durchschnittsteilchengröße von 2 um gemahlener Talk wurde mit Na&sub2;SiF&sub6; mit einer Durchschnittsteilchengröße, die gleich 2 um war, in verschiedenen Zugabemengen innerhalb eines Bereiches von 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge gemischt, und jede Mischung wurde in einen Magnetschmelztiegel gebracht und in einem elektrischen Ofen eine Stunde auf 800ºC gehalten. Der Prozentsatz des erzeugten Fluorglimmers ist in Fig. 1 dargestellt. Der Prozentsatz des gebildeten Fluorglimmers wird unter Verwendung des Röntgenpulver-Diffraktionsverfahrens gemessen und als Wert dargestellt, der durch Dividieren der Fläche des Diffraktionspeaks (2Theta 10,0 bis 5,5º) des gebildeten Fluorglimmers durch die Fläche des Peaks des gebildeten Glimmers in Bezug auf 100 % erhalten wurde. Das gleiche Verfahren wurde in den nachfolgenden Beispielen verwendet. Der Prozentsatz des gebildeten Fluorglimmers ist durch "Bildungsprozentsatz" im nachfolgenden dargestellt.Talc ground in a ball mill to an average particle size of 2 µm was mixed with Na₂SiF₆ having an average particle size equal to 2 µm in various addition amounts within a range of 40 wt% based on the total amount, and each mixture was placed in a magnetic crucible and kept at 800°C in an electric furnace for one hour. The percentage of fluoromica produced is shown in Fig. 1. The percentage of fluoromica produced is measured using the X-ray powder diffraction method and is represented as a value obtained by dividing the area of the diffraction peak (2Theta 10.0 to 5.5°) of the fluoromica produced by the area of the peak of the mica produced with respect to 100%. The same method was used in the following examples. The percentage of fluoromica formed is shown by "Formation Percentage" below.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Prozentsatz des gebildeten schwellbaren Glimmers geringer in dem Fall ist, in dem die Menge des hinzugefügten Na&sub2;SiF&sub6; geringer als 10 Gew.-% ist, und in dem Fall, wenn sie umgekehrt 35 Gew.-% übersteigt.From Fig. 1, it is seen that the percentage of swellable mica formed is lower in the case where the amount of Na₂SiF₆ added is less than 10 wt% and, conversely, in the case where it exceeds 35 wt%.
Eine Mischung bestehend aus 20 Gew.-% Na&sub2;SiF&sub6; und Rest Talk wurde unter Verwendung von Talk und Na&sub2;SiF&sub6; mit Durchschnittsteilchengrößen von 2 um hergestellt und in einen Magnetschmelztiegel gebracht, und die Heiztemperatur in dem elektrischen Ofen wurde variiert, (die Aufrechterhaltungszeit betrug in allen Fällen eine Stunde). Die Prozentsätze des in diesem Fall erzeugten Fluorglimmers sind in Fig. 2 dargestellt.A mixture consisting of 20 wt.% Na₂SiF₆ and balance talc was prepared using talc and Na₂SiF₆ with average particle sizes of 2 µm and placed in a magnetic crucible and the heating temperature in the electric furnace was varied (the maintenance time was one hour in all cases). The percentages of fluoromica produced in this case are shown in Fig. 2.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Heiztemperatur vorzugsweise in einem Bereich von 700 bis 900ºC liegt, und der gebildete Prozentsatz wird außerhalb dieses Bereiches niedriger.From Fig. 2, it can be seen that the heating temperature is preferably in a range of 700 to 900°C, and the percentage formed becomes lower outside this range.
Bei diesem Experiment blieb bei einer Heiztemperatur von 700 bis 750ºC der Peak von 9,1 Å auch von dem Peak von 16,1 Å getrennt, aber es wurde festgestellt, daß der Peak von 9,1 Å zwischen 780 und 900ºC im wesentlichen verschwand und auf 16,1 Å verschoben wurde.In this experiment, at a heating temperature of 700 to 750ºC, the peak of 9.1 Å also remained separated from the peak of 16.1 Å, but it was found that the peak of 9.1 Å essentially disappeared between 780 and 900ºC and was shifted to 16.1 Å.
Pulvrige Mischungen wurden unter Verwendung von in einer Kugelmühle auf eine Durchschnittsteilchengröße von 2 um gemahlenem Talk und Na&sub2;SiF&sub6; und LiF, die in ähnlicher Weise Durchschnittsteilchengrößen von 2 um aufwiesen, hergestellt, indem der Anteil von Na&sub2;SiF&sub6; in der Gesamtmenge von beiden variiert wurde, wobei die Gesamtmenge von beiden konstant 20 Gew.-% betrug. Jede pulverige Mischung wurde in einen Magnetschmelztiegel gesetzt, eine Stunde in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur von 780ºC belassen, wobei Fluorglimmer erzeugt wurde. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß der Bildungsprozentsatz zu 100 % in Bezug auf die Gesamtmenge von Na&sub2;SiF&sub6; + LiF erhalten blieb.Powdery mixtures were prepared using talc ground in a ball mill to an average particle size of 2 µm and Na₂SiF₆ and LiF similarly having average particle sizes of 2 µm by varying the proportion of Na₂SiF₆ in the total amount of both, the total amount of both being constant at 20 wt%. Each powdery mixture was placed in a magnetic crucible, left in an electric furnace at a temperature of 780°C for one hour to produce fluoromica. The results are shown in Fig. 3. It can be seen that the formation percentage remained 100% with respect to the total amount of Na₂SiF₆ + LiF.
Eine pulverige Mischung mit einer Zusammensetzung aus 80 Gew.-% Talk, 10 Gew.-% Na&sub2;SiF&sub6; und 10 Gew.-% LiF, welche als Ergebnis des zuvor beschriebenen Beispiels 3 als optimale gemischte Zusammensetzung angesehen wird, wurde in einen Magnetschmelztiegel gebracht, und die Heiztemperatur in dem elektrischen Ofen wurde variiert (die Auf rechterhaltungszeit betrug in allen Fällen eine Stunde), wobei der Prozentsatz des gebildeten Fluorglimmers bestimmt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.A powdery mixture having a composition of 80 wt% talc, 10 wt% Na₂SiF₆ and 10 wt% LiF, which is considered to be the optimum mixed composition as a result of Example 3 described above, was placed in a magnetic crucible and the heating temperature in the electric furnace was varied (the holding time was one hour in all cases) to determine the percentage of fluoro mica formed. The results are shown in Table 4.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Heiztemperatur vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 700 bis 900ºC liegt, und der gebildete Prozentsatz wird außerhalb dieses Bereiches geringer. In diesem Fall blieb bei einer Heiztemperatur von 700 bis 750ºC der Peak von 9,1 Å auch von dem Peak von 16,1 Å getrennt, aber es wurde festgestellt, daß der Peak von 9,1 Å zwischen 780 und 900ºC im wesentlichen verschwand und auf 16,1 Å verschoben wurde.From Fig. 4, it is seen that the heating temperature is preferably within a range of 700 to 900°C, and the percentage formed becomes smaller outside this range. In this case, at a heating temperature of 700 to 750°C, the peak of 9.1 Å also remained separated from the peak of 16.1 Å, but it was found that the peak of 9.1 Å essentially disappeared between 780 and 900°C and was shifted to 16.1 Å.
In einer Kugelmühle auf eine Durchschnittsteilchengröße von 2 um gemahlener Talk wurde mit K&sub2;SiF&sub6; mit einer Durchschnittsteilchengröße von annähernd 2 um in verschiedenen Zugabemengen innerhalb eines Bereiches von 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge, gemischt, und jede Mischung wurde in einen Magnetschmelztiegel gebracht und in einem elektrischen Ofen eine Stunde bei 900ºC belassen. Der Prozentsatz des gebildeten Fluorglimmers ist in Fig. 5 dargestellt.Talc ground in a ball mill to an average particle size of 2 µm was mixed with K₂SiF₆ having an average particle size of approximately 2 µm in various addition amounts within a range of 40 wt% based on the total amount, and each mixture was placed in a magnetic crucible and kept in an electric furnace at 900°C for one hour. The percentage of fluoromica formed is shown in Fig. 5.
Es ist ersichtlich, daß der Prozentsatz des gebildeten Glimmers in dem Fall geringer ist, in dem die Menge des hinzugegebenen K&sub2;SiF&sub6; geringer als 10 Gew.-% ist, und in dem Falle, in dem sie umgekehrt 35 Gew.-% übersteigt.It can be seen that the percentage of mica formed is lower in the case where the amount of K₂SiF₆ added is less than 10 wt% and, conversely, in the case where it exceeds 35 wt%.
Eine unter Verwendung von Talk und K&sub2;SiF&sub6; mit Durchschnittsteilchengrößen von 2 um hergestellte Mischung mit einer Zusammensetzung von 20 Gew.-% K&sub2;SiF&sub6; und Rest Talk wurde in einen Magnetschmelztiegel gesetzt, und die Heiztemperatur in dem elektrischen Ofen und die Aufrechterhaltungszeit wurden variiert. Die Prozentsätze des in diesem Fall gebildeten Fluorglimmers sind in Fig. 6 dargestellt.A mixture prepared using talc and K2SiF6 with average particle sizes of 2 µm and having a composition of 20 wt% K2SiF6 and the balance talc was placed in a magnetic crucible, and the heating temperature in the electric furnace and the holding time were varied. The percentages of fluorine mica formed in this case are shown in Fig. 6.
Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Heiztemperatur mindestens 700ºC betragen muß, vorzugsweise 800ºC oder höher. Bei 1000ºC oder höher kann Fluorglimmer in hohem Anteil innerhalb einer sehr kurzen Zeit erhalten werden, aber wenn die Temperatur zu hoch ist, kann das Produkt gesintert werden, wodurch es grob wird, was eine anschließende Zerkleinerungsstufe, usw. erforderlich macht. Somit sollte die obere Grenze der Heiztemperatur auf etwa 1200ºC eingestellt werden.From Fig. 6, it is clear that the heating temperature must be at least 700°C, preferably 800°C or higher. At 1000°C or higher, fluoromica can be obtained in a high proportion within a very short time, but if the temperature is too high, the product may be sintered to become coarse, requiring a subsequent crushing step, etc. Thus, the upper limit of the heating temperature should be set at about 1200°C.
Unter Verwendung von in einer Kugelmühle auf eine Durchschnittsteilchengröße von 2 um gemahlenem Talk und K&sub2;SiF&sub6; und KF, welche gleichermaßen Durchschnittsteilchengrößen von 2 um aufwiesen, wurden pulverige Mischungen hergestellt, indem der Anteil von K&sub2;SiO&sub2; in der Gesamtmenge aus beiden variiert wurde, wobei die Gesamtmenge aus beiden konstant 20 Gew.-% betrug. Jede pulverige Mischung wurde in einen Magnetschmelztiegel gebracht, in einem elektrischen Ofen unter Herstellung von Fluorglimmer eine Stunde auf 900ºC belassen. Die Ergebnisse sind in Fig. 7 dargestellt.Using talc ground in a ball mill to an average particle size of 2 µm and K₂SiF₆ and KF, which are equally having average particle sizes of 2 µm, powdery mixtures were prepared by varying the proportion of K₂SiO₂ in the total of both, the total of both being constant at 20 wt.%. Each powdery mixture was placed in a magnetic crucible, kept in an electric furnace at 900°C for one hour to produce fluoromica. The results are shown in Fig. 7.
Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß der Prozentsatz des Produktes verringert ist, wenn der Anteil des hinzugefügten K&sub2;SiF&sub6; 25 Gew.-% oder weniger beträgt.From the results, it is apparent that the percentage of the product is reduced when the amount of K₂SiF₆ added is 25 wt% or less.
Unter zusätzlichem Verwenden von Al&sub2;O&sub3; mit einer Durchschnittsteilchengröße von 2 um neben dem gleichen Talk und K&sub2;SiF&sub6;, welche in dem zuvor beschriebenen Beispiel 5 verwendet wurden, wurde die Menge des hinzugegebenen Al&sub2;O&sub3; innerhalb eines Bereiches von 25 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmenge, variiert, wobei der Anteil von Talk:K&sub2;SiF&sub6; konstant gleich 80:20 war, und jede Zusammensetzung wurde eine Stunde für die Bestimmung des Prozentsatzes des gebildeten Fluorglimmers auf 900ºC gehalten. Die Ergebnisse sind in Fig. 8 dargestellt, woraus bestätigt wurde, daß die Menge des hinzugegebenen Al&sub2;O&sub3;, wenn sie im Bereich von 25 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%, liegt, nicht den Bildungsprozentsatz im Hinblick auf den Erhalt eines Produktes mit einer Zusammensetzung, die annähernd natürlich auftretendem Phlogopit entspricht, verringert. Als nächstes wird die in Fig. 9 dargestellte graphische Darstellung erhalten, indem die Heiztemperatur und Aufrechterhaltungszeit für eine Mischung mit einer Zusammensetzung aus Talk:K&sub2;SiF&sub6;:Al&sub2;O&sub3; = 70:20:10 variiert werden. Das Ergebnis zeigt, daß die Heiztemperatur mindestens 700ºC betragen muß.By additionally using Al₂O₃ having an average particle size of 2 µm besides the same talc and K₂SiF₆ used in Example 5 described above, the amount of Al₂O₃ added was varied within a range of 25 wt% with respect to the total amount with the proportion of talc:K₂SiF₆ being constant at 80:20, and each composition was kept at 900°C for one hour for determination of the percentage of fluoromica formed. The results are shown in Fig. 8, from which it was confirmed that the amount of Al₂O₃ added, when it is in the range of 25 wt% or less, preferably 10 to 20 wt%, does not reduce the percentage of formation with a view to obtaining a product having a composition approximately corresponding to naturally occurring phlogopite. Next, the graph shown in Fig. 9 is obtained by varying the heating temperature and holding time for a mixture having a composition of talc:K₂SiF₆:Al₂O₃ = 70:20:10. The result shows that the heating temperature must be at least 700°C.
Alle in diesem Beispiel verwendeten Ausgangspulver aus Talk, K&sub2;SiF&sub6;, KF und Al&sub2;O&sub3; wiesen Durchschnittsteilchengrößen von 2 um auf, und das Mischungsverhältnis von Talk:KF:K&sub2;SiF&sub6; wurde konstant auf 80:10:10 eingestellt, wobei die Gesamtmenge des hinzugefügten Al&sub2;O&sub3; innnerhalb eines Bereiches von 25 Gew.-% in Bezug auf die Gesamtmenge variiert wurde, und jede Zusammensetzung auf ähnliche Weise wie in Beispiel 8 auf 900ºC eine Stunde gehalten wurde, wobei der Prozentsatz des gebildeten Fluorglimniers bestimmt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10dargestellt.All of the starting powders of talc, K2SiF6, KF and Al2O3 used in this example had average particle sizes of 2 µm, and the mixing ratio of talc:KF:K2SiF6 was constant at 80:10:10, the total amount of Al2O3 added was varied within a range of 25 wt% with respect to the total amount, and each composition was kept at 900°C for one hour in a similar manner as in Example 8, whereby the percent of fluoro micaceous formed was determined. The results are shown in Table 10.
Aus Tabelle 10 ist auch ersichtlich, daß die Menge des hinzugegebenen Al&sub2;O&sub3; vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 10 bis 20 Gew.-% in Bezug auf die Gesamtmenge liegen sollte.It is also apparent from Table 10 that the amount of Al₂O₃ added should preferably be within a range of 10 to 20 wt% with respect to the total amount.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition |